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检索条件"主题词=低层大气痕量化学成分检测分析方法"

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低层大气痕量化学成分检测分析方法研究及应用

低层大气痕量化学成分检测分析方法研究及应用

引用

在全国范围内建立了16个温室气体大气浓度与界面排放观测站、5个近地层大气化学与区域空气质量观测站、19个气溶胶辐射特性与化学组成观测站。协助CERN建立了38个生态气象观测站。多项该实验室研制的大气痕量化学成分检测的新方法在上... 详细信息

标准号: 0900010009

在全国范围内建立了16个温室气体大气浓度与界面排放观测站、5个近地层大气化学与区域空气质量观测站、19个气溶胶辐射特性与化学组成观测站。协助CERN建立了38个生态气象观测站。多项该实验室研制的大气痕量化学成分检测的新方法在上述观测站网广泛应用，获得了大量创新性成果。1、低矮植被温室气体排放观测系统的研制与开发：该实验室研制出的CA-5型自动进样器，结合对气相色谱仪进样、分析气路和阀驱动系统的改造，使同一台仪器一次进样可以同时检测空气样品中的CO<,2>、CH<,4>和N<,2>O，并且灵敏度高，稳定性强，操作简单、灵活；配合该实验室设计、制造的静态采样箱，共同组成的高精度低矮植被温室气体排放观测系统，被广泛应用到中科院生态系统观测站，同时被多家院外科研单位采用，主要用于观测低矮植被生态系统和土壤温室气体排放。该技术研究成果近5年协助争取中科院知识创新重大研究项目1项、联合国GEF项目2项、国家自然科学重点基金2项、杰出青年基金1项和面上基金3项。项目组近5年发表了80多篇与该技术创新成果有关的论文。2、区域大气本底化学成分联网观测新技术方法：将温室气体(CO<,2>、CH<,4>、N<,2>O)、化学活性气体(O3、Nox、S<,2>O)和气溶胶分析仪器优化组合成一个整体-区域大气本底化学成分在线观测分析系统。集中标定和模拟站运行证明系统稳定、可靠，将组成的4套系统已分别安装在长白山、贡嘎山、鼎湖山和河北兴隆天文观象台4个区域本底站，创建了中国科学院区域大气本底化学成分观测网；采用CDMA无线上网技术实现数据在线传输和远程在线控制分析，建立在该实验室的质量控制与管理中心可以随时下载各个观测站数据，并查看仪器运行状况。观测结果必将促进化学-环境-气候相互作用等方面研究。3、建立中国大气气溶胶光学特性观测网：利用太阳分光光度计在全国范围建立了大气气溶胶的光学特性观测网，由22个观测站、2个超级观测站和一个数据中心组成。太阳分光观测网的分布。观测仪器统一采用美国生产的便携式四波段太阳分光光度计；整个观测网采用Langley法结合传递定标法对所有光度计进行统一标定与检测；与先进的CIMEL光度计同步观测结果的比对显示了高度的一致性。网络观测首次给出了中国上空大气光学厚度结果和气溶胶谱分布状况。该观测网已经获得“中国科学院野外台站研究基金项目”资助，同时获得了国家基金委国际合作重点基金的资助。实验室与CERN签署观测合作协议10多份，与马里兰大学签署国际合作协议1份。4、大气细粒子快速捕集及化学成分在线分析新技术：采用独特的无膜采样技术，配合连续在线化学成分分析系统，成功研制出大气细粒子化学成分高频、快速分析系统。以大气中的细粒子为凝结核，通过在其表面冷凝水蒸汽使其成为直径更大的粒子，在3.5m/s轴向气流带动下，温度不断降低，粒子直径不断增大，通过0.3m的飞行，最终具有足够动量的粒子与带动气流垂直分离，沿轴线方向从一狭缝撞入收集液流，带有内标的收集液被蠕动泵推入离子色谱仪、总碳分析仪和ICP质谱等化学成分分析仪，粒子组成的化学成分被实时、连续检测。图9是系统关键技术原理图，图10是用于车载或机载观测时的系统集成设备照片。该技术一经问世，立刻引起气溶胶研究领域的关注。已被推广到台湾有关研究单位应用，并已用于中国长江三角洲实验现场观测。证明材料：合作协议、应用证明、正申报专利和论文。5、大气中温室气体浓度CH<,4>/CO<,2>/N<,2>O/CFC/CO高度集成自动观测系统：基于气相色谱仪(GC)和电子捕获检测器(ECD)，设计了一种连续测量大气中痕量氯氟烃的自动系统。独特的反吹/外切设计使CFCs色谱峰不再受氧峰的干扰，大大延长了检测器的寿命，使长期连续观测成为可能。系统优于世界气象组织(WMO)全球大气监测网(GAW)所使用的测量大气本底CFC的方法。多项类似创新技术方法均已应用到大气化学成分的连续测定，并已有20多篇论文发表，特别是观测到北京大气CO<,2>、N<,2>O浓度仍呈上升趋势(图3.11和图12)和CH<,4>和CFC已呈现下降趋势，而甲烷在大气中浓度的下降与全球本底大气CH<,4>停止上升的一致性出乎科学家上个世纪的预测。6、大气中超痕量挥发性有机物检测技术方法：通过大体积进样，将痕量目标化合物深冷预浓缩在有限区域(＜10µL)，同时去掉主要基质(N2、O<,2>和Ar)；再将预浓缩物质二次深冷聚焦在色谱柱头＜10µL的空间内；最后迅速加热色谱柱头(50℃/s)使其温度从-150℃瞬时升至220℃。此时，浓缩的VOC“闪蒸”后被载气推入色谱分析柱，几十种VOC经色谱35分钟程序升温分离后被质谱仪依次定性、定量检测。美国EPA TO-14标气条件实验证实：39种目标化合物平均响应因子为2.9×10-12•A-1，

关键词：低层大气痕量化学成分检测分析方法生态气象观测站观测仪器

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